DE3907766A1

DE3907766A1 - STORAGE FUEL INJECTION DEVICE

Info

Publication number: DE3907766A1
Application number: DE3907766A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Rembold; Ernst Dipl Ing Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1990-09-13
Also published as: WO1990010789A1; US5146894A; EP0462116A1; DE59000289D1; JPH04503986A; EP0462116B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicherkraftstoff einspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptan spruches.The invention relates to a storage fuel injector according to the preamble of Hauptan saying.

Bei derartigen Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtungen wird von einer kontinuierlich fördernden Ladepumpe Kraftstoff unter Druck in einen Druckspeicher eingebracht, wobei zwischen Ladepumpe und Druckspeicher ein Rückschlagventil vorgesehen ist, um zu verhindern, daß beim Ansaughub der Pumpe Kraftstoff unter Druck in die Pumpe zurück gepreßt wird. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtungen benötigen in der Folge Steuereinrichtungen, welche die Menge und den Zeitpunkt der Weiterleitung des Kraftstoffes unter Druck zur Einspritzdüse überwachen, wobei hiefür beispielsweise ro tierende Verteilerwellen und/oder Ventilanordnungen, insbe sondere Magnetventile, Verwendung finden. Bei üblichen Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtungen der eingangs ge nannten Art erfolgt keine gesonderte Regelung der Ladepumpe und es wird lediglich dafür gesorgt, daß die Ladepumpe eine hinreichende Menge an Treibstoff in den Speicher fördert, welche verhindert, daß der Speicher insbesondere bei hohen Drehzahlen vollständig entleert werden kann.With such storage fuel injectors is fueled by a continuously pumping charge pump introduced under pressure into a pressure accumulator, wherein a non-return valve between the charge pump and the pressure accumulator is provided to prevent the Pump fuel pressed back into the pump under pressure becomes. Storage fuel injectors need in control devices that control the quantity and the Time of forwarding the fuel under pressure to Monitor the injector, using, for example, ro distributing shafts and / or valve arrangements, esp special solenoid valves, find use. With usual Storage fuel injectors of the beginning mentioned type there is no separate regulation of the charge pump and it only ensures that the charge pump has a promotes sufficient amount of fuel in the storage, which prevents the memory, especially at high Speeds can be completely emptied.

Bei Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtungen kann sowohl während des Saughubs als auch im Kompressionshub eines Ottomotors direkt in den Brennraum des Motors gespritzt werden. Zur Verbesserung des Emissionsverhaltens ist es hiebei bekannt geworden, die Einspritzmenge in Teilmengen, insbeson dere eine Voreinspritzmenge und eine Haupteinspritzmenge zu unterteilen. Insbesondere bei Mehrzylindermotoren kann es hiebei zu Überschneidungen in der Kraftstoffentnahme aus einem derartigen Speicher kommen, wobei es zu Überlagerungen von Voreinspritz- und Haupteinspritzvorgängen in unterschied lichen Zylindern kommen kann. Derartige Überlagerungen von Einspritzvorgängen können in der Folge zu Schwierigkeiten bei der exakten Zumessung der Einspritzmengen führen und es ist nicht ohne weiteres möglich, definierte Einspritzmengen für unterschiedliche Einspritzvorgänge sicherzustellen.Storage fuel injectors can both during the suction stroke as well as in the compression stroke Otto engine injected directly into the combustion chamber of the engine will. It is here to improve the emission behavior become known, the injection quantity in subsets, in particular a pre-injection quantity and a main injection quantity divide. Especially in multi-cylinder engines it can overlaps in fuel consumption such a memory, with overlaps of pre-injection and main injection processes in different Lichen cylinders can come. Such overlays of Injection processes can result in difficulties the exact metering of the injection quantities and it is not easily possible, defined injection quantities for ensure different injection processes.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Speicherkraftstoff einspritzvorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Hauptan spruches bringt nun den Vorteil mit sich, daß Überlagerungen von Einspritzvorgängen, insbesondere bei Unterteilung des Einspritzvorganges in einen Voreinspritz- und einen Hauptein spritzvorgang vermieden werden können, und daß gleichzeitig sichergestellt werden kann, daß für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung nicht nur die vordefinerte Menge sondern auch ein vordefinierter Druck eingehalten werden kann.The inventive design of the storage fuel injector according to the flag of the main spells now has the advantage that overlays of injection processes, especially when dividing the Injection process in a pre-injection and a main one spraying can be avoided, and that at the same time can be ensured that for the pre-injection and the main injection is not just the predefined amount but also a predefined pressure can be adhered to can.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Speicherkraftstoffeinspritzvorrich tung möglich. Besonders vorteilhaft ist es hiebei die Ausbil dung so zu treffen, daß die Druckspeicher an eine gemeinsame Kraftstoffdruckleitung angeschlossen sind und daß jeder Druckspeicher über ein nach außen schließendes Rückschlag ventil mit der Druckleitung und unter Umgehung des Rück schlagventiles mit der Ventilanordnung in der Leitung zu den Einspritzdüsen verbunden ist. Auf diese Weise ist eine präzise Trennung der Speicher voneinander möglich und es kann sichergestellt werden, daß unterschiedliche Einspritzvorgänge mit unterschiedlichen Druckniveaus vorgenommen werden können. Weiters wird mit Sicherheit verhindert, daß die Speicher beim Saughub der Pumpe entleert werden können.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements in Main claim specified storage fuel injection device tion possible. It is particularly advantageous here to make so that the pressure accumulator to a common Fuel pressure line are connected and that everyone Pressure accumulator via a non-return valve closing valve with the pressure line and bypassing the back impact valve with the valve arrangement in the line to the Injector is connected. That way is one precise separation of the memories from each other is possible and it can ensure that different injection processes can be done with different pressure levels. Furthermore, it is prevented with certainty that the memory at Suction stroke of the pump can be emptied.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann die Ausbildung so getroffen werden, daß der für die Vorein spritzmenge ausgelegte Druckspeicher einen Hubbegrenzungsan schlag und der für die Haupteinspritzung ausgelegte Druck speicher eine Überströmöffnung bei Erreichen des maximalen Speichervolumens aufweist. Auf diese Weise kann der für die Voreinspritzmenge ausgelegte Druckspeicher konstruktiv besonders einfach gehalten werden. Eine Überfüllung des Speichers bzw. ein zu hohes Druckniveau wird hiebei beim Ladevorgang dadurch verhindert, daß der zweite Speicher über ein Rückschlagventil mit Kraftstoff versorgt wird, wobei die entsprechenden Sicherungsvorkehrungen, insbesondere ein Überdruckventil oder eine Überströmöffnung lediglich bei einem nachgeschalteten Speicher, insbesondere dem für die Haupteinspritzung dienenden zweiten Speicher, vorgesehen sein müssen.According to a further advantageous development, the training must be made in such a way that the pressure accumulator designed a stroke limitation blow and the pressure designed for the main injection store an overflow opening when the maximum is reached Has storage volume. In this way, the for Design pre-injection pressure accumulator be kept particularly simple. An overcrowding of the Storage or an excessively high pressure level is caused by the Charging prevents the second memory from over a check valve is fueled, the appropriate safeguards, especially a Pressure relief valve or an overflow opening only at a downstream memory, especially that for the Main injection serving second memory may be provided have to.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung läßt sich dadurch verwirklichen, daß die gesonderten Speicher koaxial angeordnet sind und eine für beide Speicherkolben gemeinsame Druckfeder aufweisen. Auch bei einer derartigen Ausbildung ist es ohne weiteres möglich, für Vor- und Haupteinspritzung unterschiedliche Druckniveaus zur Verfügung zu stellen, wofür die Ausbildung in einfacher Weise so getroffen werden kann, daß die Kolben der Speicher unterschiedliche Querschnitts fläche aufweisen.A structurally particularly simple training can be thereby realize that the separate memory coaxially are arranged and a common for both storage pistons Have compression spring. Even with such training it is easily possible for pre and main injection to provide different pressure levels for what the training can be made in a simple way that the pistons of the accumulator have different cross-sections have area.

Insbesondere im Zusammenhang mit Mehrzylindermotoren und entsprechend großer Anzahl von Schaltvorgängen der Ventile für eine Unterteilung der Einspritzung in Voreinspritzung und Haupteinspritzung ist es besonders vorteilhaft, die Ausbil dung so zu treffen, daß in die Leitung zu den Einspritzdüsen zusätzlich zu Magnetventilen ein Verteilerventil, insbeson dere eine rotierende Welle mit Steuerbohrungen bzw. -nuten eingeschaltet ist, wobei eine derartige Ausbildung im Zu sammenhang mit konventionellen Speicherkraftstoffeinspritz vorrichtungen an sich bekannt ist.Especially in connection with multi-cylinder engines and correspondingly large number of switching operations of the valves for a subdivision of injection into pilot injection and Main injection, it is particularly advantageous to train to be made so that in the line to the injectors in addition to solenoid valves, a distributor valve, in particular a rotating shaft with control bores or grooves is turned on, such training in the Zu in connection with conventional storage fuel injection devices is known per se.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigenThe invention is described below in the Drawing schematically illustrated embodiments explained in more detail. In this show

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung und Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an inventive storage fuel injection device and

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform eines Speichers zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Speicherkraftstoffeinspritzvor richtung. Fig. 2 shows a modified embodiment of a memory for use in a storage fuel injection device according to the invention.

Bei der Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung der Fig. 1 fördert eine Ladepumpe 1 Kraftstoff aus einem Tank 2 über Rückschlagventile 3, 4 durch eine gemeinsame Kraftstoffdruck leitung 5 in zwei Druckspeicher 6 und 7, wobei die Kolben 8, 9 der Speicher jeweils von Federn 10 und 11 beaufschlagt sind. Der für eine Voreinspritzung herangezogene Speicher 6 weist dabei einen Anschlag 12 auf, welcher das Speichervolu men des ersten Speichers 6 begrenzt. Der für eine Hauptein spritzung herangezogene Speicher 7 weist eine Überström öffnung 13 auf, so daß bei Überschreiten des maximalen Füllvolumens bzw. des maximalen Fülldruckes des Speichers 7 die Überströmöffnung 13 freigegeben wird und Kraftstoff unter Druck in den wiederum schematisch mit 2 angedeuteten Tank bzw. Rücklauf abströmen kann.In the accumulator fuel injection device of FIG. 1, a charge pump promotes 1 fuel from a tank 2 via check valves 3, 4 line through a common fuel pressure 5 into two pressure accumulator 6 and 7, the pistons 8, 9 of the memory are respectively urged by springs 10 and 11 . The memory 6 used for a pre-injection has a stop 12 which limits the storage volume of the first storage 6 . The injection taken into account for a Hauptein memory 7 has an overflow opening 13, so that the memory 7 the overflow opening 13 is released when exceeding the maximum filling volume or the maximum filling pressure and fuel under pressure in the again schematically indicated with 2 tank or return can flow off.

Die beiden Druckspeicher 6 und 7 sind über Druckleitun gen 14 und 15 sowie in diesen Leitungen angeordnete Magnet ventile 16 und 17 und eine stromabwärts der Magnetventile 16, 17 in die Druckleitungen eingeschaltete Verteilerwelle 18 entsprechend der Drehlage der Verteilerwelle 18 mit nicht näher dargestellten Einspritzdüsen verbunden, wobei in Fig. 1 eine Zuleitung zu einer derartigen Einspritzdüse mit 19 bezeichnet ist. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung der Magnetventile 16 bzw. 17 erfolgt keine Kraftstoffentnahme aus den Druckspeichern. Bei einer Umschaltung des Magnetventiles 16 kann in der gezeigten Drehstellung der Verteilerwelle 18 über die Leitung 19 eine Voreinspritzung in einer Düse über die Leitung 19 vorgenommen werden. In der Folge kann nach einer entsprechenden Drehbewegung der Verteilerwelle 18, welche mit der Nockenwelle im allgemeinen gekoppelt ist, in derselben Einspritzdüse bei entsprechender Schaltung des Magnetventiles 17 in der Druckleitung 15 auch eine Hauptein spritzung vorgenommen werden.The two pressure accumulators 6 and 7 are connected via pressure lines 14 and 15 and in these lines arranged solenoid valves 16 and 17 and a downstream of the solenoid valves 16 , 17 in the pressure lines switched distributor shaft 18 according to the rotational position of the distributor shaft 18 with injection nozzles, not shown, 1 in FIG. 1 a feed line to such an injection nozzle is designated 19 . In the position of the solenoid valves 16 and 17 shown in FIG. 1, there is no fuel removal from the pressure accumulators. When the solenoid valve 16 is switched over, a pre-injection can be carried out in a nozzle via the line 19 in the rotational position of the distributor shaft 18 shown via the line 19 . As a result, after a corresponding rotational movement of the distributor shaft 18 , which is generally coupled to the camshaft, a main injection can also be carried out in the same injection nozzle with the corresponding switching of the solenoid valve 17 in the pressure line 15 .

Durch das Vorsehen von zwei getrennten Druckspeichern 6 und 7 für eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung kann auch in zwei unterschiedlichen Zylindern gleichzeitig eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung vorgenommen werden, ohne daß es dadurch zu einer gegenseitigen Beein flussung der einzelnen Einspritzvorgänge kommt. Da die Voreinspritzmenge im allgemeinen etwa 10 bis 20% von der Haupteinspritzmenge beträgt, ist durch die in Fig. 1 darge stellte Ausführungsform sichergestellt, daß sich der Kolben 8 des Druckspeichers 6 immer am definierten Anschlag befindet. Die gegenseitige Beeinflussung der beiden Druckspeicher 6 und 7 wird dabei durch das Rückschlagventil 4 verhindert. Durch entsprechende Bemessung der Kolbenquerschnitte sowie der Druckfedern 10 und 11 können weiters in den beiden Druck speichern unterschiedliche Druckniveaus aufrechterhalten werden.By providing two separate pressure accumulators 6 and 7 for a pre-injection and a main injection, a pre-injection and a main injection can also be carried out in two different cylinders at the same time, without this resulting in a mutual influencing of the individual injection processes. Since the pre-injection quantity is generally about 10 to 20% of the main injection quantity, the embodiment shown in FIG. 1 ensures that the piston 8 of the pressure accumulator 6 is always at the defined stop. The mutual influence of the two pressure accumulators 6 and 7 is prevented by the check valve 4 . By appropriate dimensioning of the piston cross sections and the compression springs 10 and 11 , different pressure levels can furthermore be maintained in the two pressure stores.

Es wird dabei vorausgesetzt, daß die Ladepumpe 1 einen weitgehend pulsationsfreien Förderstrom liefert und daß jeweils eine hinreichende Menge an Kraftstoff in die Speicher 6 und 7 gefördert wird, so daß auch bei höchsten Drehzahlen ein Entleeren der Speicher 6 und 7 in jedem Fall verhindert wird. Neben der Überströmöffnung 13 zur Begrenzung des maximalen Speichervolumens kann eine nicht näher dargestellte Regeleinrichtung für eine lastabhängige Förderung der Lade pumpe vorgesehen sein.It is assumed that the charge pump 1 delivers a largely pulsation-free flow and that in each case a sufficient amount of fuel is delivered to the accumulators 6 and 7 , so that emptying of the accumulators 6 and 7 is prevented in any case even at the highest speeds. In addition to the overflow opening 13 to limit the maximum storage volume, a control device, not shown, can be provided for a load-dependent conveyance of the charging pump.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Magnetventile 16 und 17 findet eine Entlastung der Druckleitung 19 über Rückschlagventile 20 in den Rücklauf bzw. Tank 2 statt.In the position of the solenoid valves 16 and 17 shown in FIG. 1, the pressure line 19 is relieved via check valves 20 into the return line or tank 2 .

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform fördert die Ladepumpe 1 über Rückschlagventile 3 und 4 in einen Speicher 21, in welchem zwei Speicherkolben 22 und 23 von einer gemeinsamen Druckfeder 24 beaufschlagt sind. Es sind somit beide Speicherkolben für die zwei getrennten Druck speicher für die Voreinspritzung und Haupteinspritzung in einem gemeinsamen Gehäuse koaxial zueinander angeordnet, wobei der Speicherkolben 22 den Speicherraum für die Vor einspritzung begrenzt und mit der Druckleitung 14 in Ver bindung steht, während der Speicherkolben 23 den Speicherraum für die Haupteinspritzung begrenzt und mit der Druckleitung 15 in Verbindung steht. Der Speicherkolben 22 ist wiederum gegen einen Anschlag 25 bewegbar, während der Speicherkolben 23 mit einer Überströmöffnung 26 zusammenwirkt, welche bei Überschreiten des maximalen Speichervolumens einen Abström querschnitt in den Tank 2 freigibt. In den Leitungen 14 und 15 sind, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wiederum Magnetventile 16 bzw. 17 und/oder eine Verteilerwelle 18 zu Druckleitungen 19 zu Einspritzdüsen angeordnet. Durch die unterschiedliche Querschnittsbemessung der Speicherkolben 22 und 23 wird sichergestellt, daß der Voreinspritzkolben jeweils bei Beaufschlagung mit Druckkraftstoff am Anschlag 25 anliegt, wenn keine Einspritzung durchgeführt wird. Eine eventuell mögliche Beeinflussung der Einspritzvorgänge über die Kopplung der Speicherkolben 22 und 23 über die gemeinsame Druckfeder 24 kann bei entsprechender Federdimensionierung mit kleiner Federkonstante vernachlässigt werden.In the embodiment shown in FIG. 2, the charge pump 1 delivers via check valves 3 and 4 into a reservoir 21 , in which two reservoir pistons 22 and 23 are acted upon by a common compression spring 24 . There are therefore two storage pistons for the two separate pressure accumulators for the pre-injection and main injection in a common housing arranged coaxially to one another, the storage piston 22 limiting the storage space for the pre-injection and being connected to the pressure line 14 in connection, while the storage piston 23 Storage space for the main injection is limited and communicates with the pressure line 15 . The accumulator piston 22 is in turn movable against a stop 25 which cooperates during the accumulator piston 23 to a transfer port 26, which releases when exceeding the maximum storage volume of a cross-section Abström in the tank. 2 In the lines 14 and 15 , as in the embodiment according to FIG. 1, solenoid valves 16 and 17 and / or a distributor shaft 18 to the pressure lines 19 to the injection nozzles are arranged. The different cross-sectional dimensions of the storage pistons 22 and 23 ensure that the pre-injection piston is in contact with the stop 25 when pressure fuel is applied, if no injection is carried out. Any possible influencing of the injection processes via the coupling of the accumulator pistons 22 and 23 via the common compression spring 24 can be neglected if the spring is dimensioned accordingly with a small spring constant.

Claims

1. Storage fuel injection device, in which fuel can be supplied under pressure to a reservoir, with a compressed fuel from the reservoir via a valve arrangement to at least one injector leading line, characterized in that at least two pressure accumulators ( 6 , 7 , 21 ) are arranged and that Pressure accumulators are connected to the injection nozzles via separate valve arrangements ( 16 , 17 , 18 ).

2. Storage fuel injection device according to claim 1, characterized in that the pressure accumulator ( 6 , 7 , 21 ) are connected to a common fuel pressure line ( 5 ) and that each pressure accumulator ( 6 , 7 , 21 ) via an outwardly closing check valve ( 3 , 4th ) with the pressure line ( 5 ) and bypassing the check valve ( 3 , 4 ) with the valve arrangement ( 16 , 17 , 18 ) in the line ( 14 , 15 , 19 ) to the injection nozzles.

3. Storage fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure reservoir designed for the pre-injection quantity ( 6 , 22 ) has a stroke limitation stop ( 12 , 25 ) and the pressure reservoir designed for the main injection ( 7 , 23 ) has an overflow opening ( 13 , 26 ) when the maximum storage volume is reached.

4. Storage fuel injection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the special th memory ( 21 ) are arranged coaxially and have a common compression spring ( 24 ) for both storage pistons ( 22 , 23 ).

5. Storage fuel injection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pistons ( 8 , 9 , 22 , 23 ) of the memory ( 6 , 7 , 21 ) have different cross-sectional area.

6. Storage fuel injection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the line ( 14 , 15 ) to the injection nozzles in addition to solenoid valves ( 16 , 17 ), a distributor valve ( 18 ), in particular a rotating shaft with control bores or - grooves is switched on.